스팀트랩(증기트랩)에 의한 열효율 계산, 스팀트랩 구경 선정시 고려사항

스팀트랩(=증기트랩)에 의한 열효율 계산

 

증기시템에서 응축수는 에너지 절감 및 효율면에서 반드시 회수하여야 됩니다.

스팀트랩을 통해서 회수 가능한 에너지는 “응축수” 와 “재증발증기”로 구분할 수 있습니다. 열량은 압력차에 의해서 차이가 날수 있지만 비율은 반반 정도로 추정됩니다.

에너지 회수량은 조건에 따라 다르지만 응축수의 현열만 사용한다고 가정할 때,

가정1) 스팀트랩에서 응축수 탱크로 유입되면, 대기 벤트에 의해서 재증발증기가 빠져나가고 최대 90 ℃ 의 온도가 유입됨

가정2) 현재 급수온도가 20 ℃ 로 유입됨

가정3) 급수량은 1,000 ㎏/hr 임

급수와 응축수에 따른 에너지 절약비용 산출 ;

Q  = M * Cp * (T₂ - T₁)
    = 1,000 ㎏/hr * 1 ㎉/㎏℃ * (90-20)℃
    = 70,000 ㎉/hr
        M : 피가열체의 무게
        Cp: 피가열체의 비열

보일러 효율이 90%로 가정하고(일반적으론 70~80%). 저위발열량이 9,750 ㎉/L 이면 효율을 곱합니다.(0.9)

그러므로 효율이 계산된 저위발열량이 9,750 ㎉/L * 0.9 = 8,775 ㎉/L 가 됩니다.

벙커-C유 절감금액

70,000 ㎉/hr / 8,775 ㎉/L = 7.98 L

상기 금액에서 벙커-C유 단가를 곱하면 금액 과 1년가동시간을 곱하면 됩니다.

 

 

 

 

스팀트랩 구경 선정시 고려사항

1) 증기사용설비의 응축수 부하 : kg/hr

   증기사용설비의 응축수부하는 바로 트랩 구경 선정의 기준이므로 되도록 정확하게 파악하여야 하며 보통 다음과 같은 방법으로 산출하게 됩니다.
   가) 증기사용 설비 제작회사의 데이터
   나) 증기사용량의 개략적인 계산
   다) 직접 증기사용설비의 응축수 배출량 측정

2) 트랩의 입구압력
   트랩의 입구압력은 설비자체와 트랩입구 배관에서의 압력손실에 의해 설비입구에서의 압력과는 항상 차이가 있으므로 이점을 유의하여야 합니다. 예를 들어, 열교환기의 경우, 콘트롤밸브(CV)에서의 압력강하에 의해 증기공급 압력보다 스팀트랩의 입구압력이 낮아지게 되며 어떤 사용설비는 특히 대단히 큰 압력강하를 가져오기도 합니다. 따라서 스팀트랩의 사용압력은 증기공급압력에 맞추어 선정하더라도, 용량선정은 트랩입구측의 압력을 기준으로 하여야 합니다.

3) 배 압
   스팀트랩의 배출용량(Capacity)은 트랩입구와 트랩출구 사이의 압력차(△P)에 의해 결정되므로 트랩출구의 압력 역시 트랩을 선정할 때 고려되어야 합니다. 배압조건에서는 배출라인에서의 압력강하, 응축수 회수라인내의 압력(재증발증기 회수), 응축수회수관 의 높이에 따른 정압 수두압력(1m 상승시 0.1)등을 고려하여야 합니다.

4) 안전율
   설비의 운전조건에 따라 응축수의 부하가 변동할 수 있고, 일반적으로 계산되는 응축수부하는 정상 운전시의 부하량을 기준으로 하고 있으므로 최악의 조건에서도 응축수를 원활하게 배출하기 위하여 안전율을 고려하게 된다. 안전율 적용시 고려하여야 할 사항은 다음과 같습니다.
   가) 설비의 운전방법 및 그에 따른 응축수의 부하변동
   나) 측정 또는 계산된 응축수부하의 정확도
   다) 스팀트랩 전후의 압력조건의 변화
   라) 스팀트랩의 작동원리

 

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